Af hverju er GPS eða STRAVA hæðin þín ónákvæm?

Endurtekin spurning eða spurning vaknar varðandi hæðarnákvæmni og GPS hæðarmun.

Þó að það kunni að virðast léttvægt er erfitt að fá nákvæma hæð, í láréttu plani geturðu auðveldlega sett málband, reipi, jarðfræðikeðju eða safnað ummáli hjóls til að mæla fjarlægð. á hinn bóginn er erfiðara að staðsetja mælinn 📐 í lóðrétta planinu.

GPS-hæðir eru byggðar á stærðfræðilegri framsetningu á lögun jarðar, en hæðir á staðfræðikorti eru byggðar á lóðréttu hnitakerfi sem tengist hnöttnum.

Þess vegna eru þetta tvö mismunandi kerfi sem verða að falla saman á einum stað.

Hæð og lóðrétt fall eru færibreytur sem flestir hjólreiðamenn, fjallahjólreiðamenn, göngumenn og fjallgöngumenn vilja ráðfæra sig við eftir ferð.

Leiðbeiningarnar til að fá lóðrétta sniðið og réttan hæðarmun eru tiltölulega vel skráðar í GPS handbækur utandyra (eins og Garmin GPSMap sviðshandbækur), þversagnakennt að þessar upplýsingar eru nánast fjarverandi eða dularfullar í fyrirhuguðum GPS notendahandbókum. fyrir hjólreiðamenn (til dæmis leiðbeiningar fyrir Garmin Edge GPS svið).

Eftirsöluþjónusta Garmin veitir öllum gagnlegum ráðleggingum, rétt eins og TwoNav. Fyrir aðra GPS framleiðendur eða öpp (fyrir utan Strava) er þetta stórt bil 🕳.

Hvernig á að mæla hæðina?

Nokkrar aðferðir:

• Að beita hinni frægu Thales setningu í reynd,
• Ýmsar þríhyrningsaðferðir,
• Með því að nota hæðarmæli,
• Ratsjá, samningur,
• Gervihnattamælingar.

Lofthæðarmælir

Nauðsynlegt var að ákvarða staðalinn: Hæðarmælirinn þýðir loftþrýsting staðarins í hæð. 0 m hæð samsvarar 1013,25 mbar þrýstingi við sjávarmál við 15 ° Celsíus hita.

Í reynd eru þessi tvö skilyrði sjaldan uppfyllt við sjávarmál, til dæmis þegar þessi grein var skrifuð var þrýstingurinn á strönd Normandí 1035 mbar og hitinn er nálægt 6°, sem getur leitt til villu í hæð um 500 m.

Lofthæðarmælirinn gefur nákvæma hæð eftir endurstillingu ef þrýstingur/hitaskilyrði verða stöðug.

Aðlögun er til að viðhalda nákvæmri hæð fyrir staðsetningu og síðan stillir hæðarmælirinn þá hæð til að bregðast við breytingum á loftþrýstingi og hitastigi.

Hitafall 🌡 þrengir þrýstingskúrfurnar og hæðin eykst og öfugt ef hitinn eykst.

Sýnt hæðargildi mun vera viðkvæmt fyrir breytingum á umhverfishita, notandi hæðarmælisins, sem heldur honum eða ber hann á úlnliðnum, ætti að vera meðvitaður um áhrif staðbundinna hitabreytinga á birt gildi (til dæmis: úrið lokað / opið með ermi, hlutfallslegur vindur vegna hraðra eða hægra hreyfinga, áhrifa líkamshita o.s.frv.).

Til að einfalda stöðugan loftmassa er það stöðugt veður 🌥.

Þegar hann er notaður á réttan hátt er lofthæðarmælirinn áreiðanlegt viðmiðunartæki fyrir margs konar notkun eins og flugfræði, gönguferðir, fjallgöngur ...

GPS hæð

GPS ákvarðar hæð staðar miðað við kjörkúluna sem líkir eftir jörðinni: "Elipsoid". Þar sem jörðin er ófullkomin þarf að umbreyta þessari hæð til að fá „geoid“ hæðina 🌍.

Áhorfandi sem les hæð könnunarmerkis með GPS getur séð frávik upp á nokkra tugi metra, þó GPS hans virki rétt við kjöraðstæður við móttöku. Kannski er GPS móttakarinn rangur?

Þessi munur skýrist af nákvæmni þess að reikna sporbaug og þá sérstaklega jarðeðlislíkanið, sem er flókið vegna þess að yfirborð jarðar er ekki tilvalið kúla, inniheldur frávik, breytist í mönnum og breytist stöðugt. (Telluric og Human).

Þessar ónákvæmni verður sameinuð þeim mæliskekkjum sem felast í GPS og eru orsök ónákvæmni og stöðugra breytinga á hæðinni sem GPS gefur til kynna.

Geometríur gervihnatta sem styðja góða lárétta nákvæmni, það er lága staðsetningu gervitunglanna við sjóndeildarhringinn, kemur í veg fyrir nákvæma hæðarupptöku. Stærðarröð lóðréttrar nákvæmni er 1,5 sinnum lárétt nákvæmni.

Flestir framleiðendur GPS-kubba samþætta stærðfræðilíkanið í hugbúnaðinn sinn. sem nálgast jarðfræðilíkan jarðar og gefur upp hæðina sem tilgreind er í þessu líkani.

Þetta þýðir að ef þú ert að ganga á sjónum er ekkert óeðlilegt að sjá neikvæða eða jákvæða hæð, því jarðmælalíkan jarðar er ófullkomið og við þennan galla þarf að bæta villunni sem felst í GPS. Samsetning þessara villna getur valdið meira en 50 metra hæðarfráviki á ákveðnum stöðum 😐.

Jarðmyndalíkönin hafa verið betrumbætt, einkum mun hæðarmælingin sem fæst vegna GNNS staðsetningar vera ónákvæm í nokkur ár.

Digital Terrain Model „DTM“

DTM er stafræn skrá sem samanstendur af ristum, hvert rist (ferningur grunnflötur) gefur upp hæðargildi fyrir yfirborð þess rists. Hugmynd um núverandi netstærð heimshæðarlíkansins er 30 m x 90 m. Þegar þú þekkir staðsetningu punkts á yfirborði jarðar (lengdargráðu, breiddargráðu), er auðvelt að fá hæð staðarins með því að lesa DTM skrána (eða DTM, Digital Terrain Model á ensku).

Helsti ókosturinn við DEM er áreiðanleiki þess (frávik, göt) og nákvæmni skráa; Dæmi:

• ASTER DEM er fáanlegt með 30 m skrefi (rist eða pixla), láréttri nákvæmni 30 m og hæðarmæli 20 m.
• MNT SRTM er fáanlegur fyrir 90 m bil (rist eða pixla), um það bil 16 m hæðarmæli og 60 m planimetri.
• Sonny DEM líkanið (Evrópa) er fáanlegt í 1°x1° þrepum, þ.e.a.s. með frumustærð í stærðargráðunni 25 x 30 m eftir breiddargráðu. Seljandinn hefur tekið saman nákvæmustu gagnaheimildirnar, þessi DEM er tiltölulega nákvæm og hægt að nota „auðveldlega“ fyrir TwoNav og Garmin GPS með ókeypis OpenmtbMap kortlagningu.
• IGN DEM 5m x 5m er fáanlegt ókeypis (frá janúar 2021) í 1m x 1m eða 5m x 5m þrepum með 1m lóðréttri upplausn. Aðgangur að þessari DEM er útskýrður í þessari handbók.

Ekki rugla saman upplausninni (eða nákvæmni gagna í skránni) og raunverulegri nákvæmni þeirra gagna. Hægt er að fá álestur (mælingar) úr tækjum sem leyfa ekki að fylgjast með yfirborði jarðar í næsta metra.

IGN DEM, fáanlegt ókeypis 🙏 frá janúar 2021, er bútasaumur af álestri (mælingum) sem fæst með ýmsum tækjum. Svæði sem voru skönnuð fyrir nýlegar rannsóknir (t.d. flóðahætta) voru skönnuð í 1 m upplausn, annars staðar gæti nákvæmnin verið mjög langt frá þessu gildi. Hins vegar, í skránni, hafa gögnin verið innrituð til að fylla út reitina í 5x5m eða 1x1m þrepum. IGN hefur hafið kosningaherferð í hárri upplausn með það að markmiði að ná til Frakklands að fullu árið 2026 og þann dag mun IGN DEM vera nákvæmur og ókeypis með 1x1x1m millibili. ...

DEM sýnir hæð jarðar: Ekki er tekið tillit til hæðar innviða (bygginga, brýr, limgerða osfrv.). Í skóginum er þetta hæð jarðar við rætur trjánna, yfirborð vatnsins er yfirborð ströndarinnar fyrir öll lón stærri en einn hektari.

Allir punktar í reit hafa sömu hæð, þannig að við brún bjargsins, vegna óvissu um staðsetningu skráar, samandregin með óvissu um staðsetningu, getur útdregin hæð verið sú sama og nágrannareiturinn.

GPS staðsetningarnákvæmni við kjöraðstæður við móttöku er í stærðargráðunni 4,5 m við 90%. Þessi frammistaða sést með nýjustu GPS móttökum (GPS + Glonass + Galileo). Þess vegna er nákvæmnin 90 sinnum af 100 á milli 0 og 5 m (skýr himinn, að undanskildum grímum, án gljúfra o.s.frv.) af raunverulegri staðsetningu. að nota DEM með 1 x 1 m frumu er gagnkvæmt.vegna þess að líkurnar á að vera á réttu ristli verða sjaldgæfar. Þetta val mun gagntaka örgjörvann án raunverulegs virðisauka!

Til að fá DEM sem hægt er að nota í:

• TwoNav GPS: CDEM á 5 m (RGEALTI).

• Garmin GPS: Sonny Database

  Lærðu hvernig á að búa til þinn eigin DEM fyrir TwoNav GPS. Hægt er að draga út stigferla með Qgis hugbúnaði.

Ákvarðaðu hæðina með GPS

Ein lausn gæti verið að hlaða DEM skránni inn í GPS siglingavélina þína, en hæðin verður aðeins áreiðanleg ef ristirnar eru minnkaðar að stærð og ef skráin er nógu nákvæm (lárétt og lóðrétt).

Til að fá góða hugmynd um gæði DEM er nóg að sjá til dæmis léttir á stöðuvatni eða byggja stíg sem liggur yfir vatnið og fylgjast með hæðunum í tvívíddarhluta.

Mynd: LAND hugbúnaður, útsýni yfir Lake Gerardmer í 3D stækkun x XNUMX með réttri DEM. Vörpun möskva á landslagið sýnir núverandi DEM mörk.

Mynd: LAND forrit, útsýni yfir Gérardmer vatnið „BOG“ í 2D með réttu DTM.

Öll nútíma „gæða“ GPS tæki eru með áttavita og stafrænum loftskynjara, þar af leiðandi lofthæðarmælir; Notkun þessa skynjara gerir þér kleift að fá nákvæma hæð að því tilskildu að þú stillir hæðina á þekktum stað (ráðleggingar Garmin).

Ónákvæmni hæðarinnar sem GPS hefur veitt frá tilkomu GPS hefur leitt til þróunar á blendingaralgrími fyrir flugfræði sem nota loftvog og GPS hæð til að veita nákvæma landfræðilega staðsetningu. hæð. Það er áreiðanleg hæðarlausn og ákjósanlegur kostur GPS framleiðenda, fínstillt fyrir TwoNav útiæfingar. og Garmin.

Hjá Garmin er GPS-framboðið kynnt í samræmi við notendasnið (útivist, hjólreiðar, fjallahjólreiðar o.s.frv.) og því er mikilvægt að vísa í notendahandbækur og þjónustu eftir sölu.

Besta lausnin er að stilla GPS þinn á valkostinn:

• Hæð = Loftvog + GPS, ef GPS leyfir,
• Hæð = Loftvog + DTM (MNT) ef GPS leyfir.

Í öllum tilvikum, fyrir GPS með loftvog, stilltu loftvog handvirkt á lágmarkshæð við upphafspunkt. Á fjöllum ⛰ á langhlaupum þarf að endurnýja umgjörðina, sérstaklega ef sveiflur verða í hitastigi og veðri.

Sum Garmin GPS-bjartsýni hjólreiðatæki endurstilla lofthæð sjálfkrafa á þekktum hæðarpunktum, sem er sérstaklega snjöll lausn fyrir fjallahjólreiðar. Hins vegar verður notandinn að upplýsa, til dæmis, áður en farið er út úr hæð brautanna og botn dalsins; á bakaleiðinni verður hæðarmunurinn nákvæmur 👍.

Í Barometer + (GPS eða DTM) ham, hefur framleiðandinn sjálfvirkt loftvog aðlögunaralgrím sem byggir á þeirri meginreglu að hækkunin sem loftvog, GPS eða DEM sér, verður að vera í samræmi: þessi regla býður notandanum mikinn sveigjanleika og hentar vel fyrir Útivist.

Hins vegar ætti notandinn að vera meðvitaður um takmarkanirnar:

• GPS er byggt á landfræðilegu svæði, þannig að ef notandinn fer í gegnum gervi landslag (til dæmis í gjallhauga) verða leiðréttingarnar bjagaðar,
• DEM sýnir slóðina á jörðu niðri, ef notandinn fær lánaðan verulegan hluta mannlegra innviða (viaduct, brú, göngubrýr, göng o.s.frv.) mun leiðréttingin jafnast á móti.

Þess vegna er ákjósanlegasta aðferðin til að fá nákvæma hækkun á hæð sem hér segir:

1️⃣ Stilltu loftmælingaskynjarann ​​í upphafi. Án þessarar stillingar er hæðum breytt (tilfært), hæðarmunur verður réttur ef rekið vegna veðurs er lítið (stutt leið út fyrir fjöll). Fyrir GPS notendur Garmin fjölskyldunnar eru „gpx“ hæðir notaðar af Garmin og Strava fyrir samfélagið, svo það er æskilegt að slá inn rétta hæðarsniðið í gagnagrunninn.

2️⃣ Til að draga úr reki (villu í hæð og hæð) vegna veðurskilyrða á löngum ferðum (> 1 klst.) og á fjöllum:

• Einbeittu þér að vali Loftvog + GPS, utan svæði með gervi léttir (sorphaugur, gervi hæðir osfrv.),
• Einbeittu þér að vali Loftvog + DTM (MNT)ef þú hefur sett upp IGN DTM (5 x 5 m rist) eða Sonny DTM (Frakkland eða Evrópu) utan leiðar sem notar verulegan hluta innviðanna (göngubrýr, akbrautir o.s.frv.).

Að þróa hæðarmun

Hæðarvandamálið sem lýst er í fyrri línum kemur oftast fram eftir að hafa séð að hæðarmunurinn á milli iðkendanna tveggja er mismunandi eða mismunandi eftir því hvort hann er lesinn á GPS eða í forriti eins og STRAVA (sjá STRAVA hjálp) til dæmis.

Fyrst af öllu þarftu að stilla GPS til að veita áreiðanlegasta hæðina.

Það er frekar einfalt að fá stigsmuninn með því að lesa kortið, oft takmarkast iðkandi við að ákvarða muninn á punktum öfgavídda, þó til að vera nákvæmur, það er nauðsynlegt að telja jákvæðu útlínur til að fá summan .

Það eru engar láréttar línur í stafrænu skránni, GPS hugbúnaðurinn, brautarteikningarforritið eða greiningarhugbúnaðurinn er stilltur til að „safna skrefum eða hækkunum“.

Oft er hægt að stilla „engin uppsöfnun“:

• í TwoNav eru stillingarmöguleikarnir sameiginlegir fyrir alla GPS
• hjá Gamin ættir þú að skoða notendahandbókina og þjónustu eftir sölu (hver gerð hefur sín sérkenni í samræmi við dæmigerðan notendasnið)
• OpenTraveller appið hefur möguleika sem stingur upp á að stilla næmniþröskuldinn til að ákvarða hæðarmuninn.

Allir hafa sína eigin lausn 💡.

Vefsíður eða hugbúnaður fyrir greiningu á netinu leitast við að skipta um hæð úr „gpx“ skrám með eigin hæðargögnum.

Dæmi: STRAVA hefur búið til „innfædda“ hæðarmælingarskrá sem er búin til með því að nota hæðir fengnar úr brautum sem fengnar eru frá GPS sem STRAVA þekkir og er útbúin loftskynjara.Vegna lausnin gerir ráð fyrir að GPS sé þekktur fyrir STRAVA, þannig að í augnablikinu er hann aðallega fengin úr GARMIN sviðinu og áreiðanleiki skrárinnar gerir ráð fyrir að hver notandi hafi séð um handvirka hæðarstillingu .

Hvað varðar hagnýt áhrif, þá kemur vandamálið sérstaklega upp í hópgöngum, vegna þess að hver þátttakandi 🚵 gæti tekið eftir því að hæðarmunur þeirra er frábrugðinn stigi annarra þátttakenda, allt eftir tegund GPS, eða það er forvitinn notandi sem skilur ekki. hvers vegna munurinn er GPS hæð, greiningarhugbúnaður eða STRAVA er mismunandi.

Í hinum fullkomlega hreinsuðu STRAVA heimi ættu allir meðlimir GPS GARMIN notendahópsins að sjá sömu hæð á GPS og STRAVA. Það er rökrétt að mismuninn sé þó aðeins hægt að útskýra með hæðarstillingunni ekkert staðfestir að uppgefinn hæðarmunur sé réttur.

Það er rökrétt að meðlimur þessa notendahóps sem er með GPS sem STRAVA þekkir ekki til skuli sjá sama hæðarmun á STRAVA og aðstoðarmenn hans, þó stigmunurinn sem GPS hans sýnir sé annar. Hann getur kennt búnaði sínum um, sem engu að síður virkar rétt.

Nálægst raungildi hæðarmunar fæst enn í FRAKKLANDI eða BELGÍU þegar IGN-kortið er lesið., með því að gangsetja fullkomnari jarðeindir mun smám saman færa kennileitið í átt að GNSS

GNSS: Geolocation and Navigation Using a Satellite System: Ákvörðun um staðsetningu og hraða punkts á yfirborði eða í næsta nágrenni jarðar með því að vinna útvarpsmerki frá nokkrum gervihnöttum sem berast á þeim stað.

Ef þú þarft að treysta á hugbúnað eða forrit til að fá hæðarmuninn, verður þú að stilla þennan hugbúnað til að stilla uppsöfnunarþrepsgildið í samræmi við útlínur IGN kortsins af síðunni, það er 5 eða 10 m. Lítið skref mun breytast í fall, öll lítil stökk eða umskipti yfir í högg, og öfugt, of hátt skref mun eyða hækkun á litlum hæðum.

Eftir að hafa beitt þessum ráðleggingum sýnir tilraun höfundar að hæðargildin sem fást með GPS eða greiningarhugbúnaði með áreiðanlegum DEM haldast innan „rétta“ sviðsins, að því gefnu að IGN kortið hafi líka sína óvissumiðað við matið sem fæst með IGN-kortinu 1 / 25.

Á hinn bóginn er verðmæti sem STRAVA gefur út yfirleitt ofmetið. Aðferðin sem STRAVA notar, byggt á „viðbrögðum“ frá notendum, gerir þér fræðilega kleift að spá fyrir um fljóta samleitni að gildum sem eru mjög nálægt sannleikanum, sem, allt eftir fjölda gesta, ættu nú þegar að eiga sér stað í BikePark eða mjög upptekin brautir!

Til að útskýra þetta atriði á nákvæman hátt er hér greining á braut, tekin af handahófi, á 20 km löngum hæðóttum vegi. „Barometric“ GPS hæðin var stillt fyrir brottför, hún gefur „Barometric + GPS“ hæðina, DTM er áreiðanlegt DTM sem hefur verið endurhannað til að vera nákvæmt. Við erum utan svæðisins þar sem STRAVA gæti haft áreiðanlegt hæðarsnið.

Þetta er mynd af braut þar sem munurinn á IGN og GPS er mestur og munurinn á IGN og STRAVA er minnstur. fjarlægðin milli GPS og STRAVA er 80m og hið sanna "IGN" er þar á milli.

Hæðir
Farið	Koma	Max	mín	hæð	Frávik / IGN
GPS (hindrun + GPS)	122	124	150	98	198	-30
Hæðarstilling á DTM	122	122	150	98	198	-30
Matur	280	51 +
IGN kort	122	122	148	99	228,5	0